于橋水庫富營養(yǎng)化問題數(shù)值模擬研究.pdf

1、湖泊(水庫)富營養(yǎng)化問題日益凸顯,越來越受到人們的關(guān)注。與河道不同,湖泊(水庫)蓄水量較大,水體內(nèi)部流速緩慢,水流交換周期長,會(huì)形成一套相對封閉的生態(tài)系統(tǒng);當(dāng)氣象、水質(zhì)等因素發(fā)生改變時(shí),生態(tài)系統(tǒng)更容易受到影響,從而發(fā)生水華。于橋水庫作為天津市供水水源地、引灤入津工程中最主要的調(diào)蓄水庫,其供水安全直接關(guān)系到天津市的穩(wěn)定,因此,建立一套適用于橋水庫的水華預(yù)警系統(tǒng)具有重要意義。
　　以于橋水庫為例,首先應(yīng)用綜合評價(jià)法,確定其富營養(yǎng)化程度

2、為中富營養(yǎng)化,水華風(fēng)險(xiǎn)較大,需要建立數(shù)學(xué)模型來預(yù)測其藻類生長變化趨勢。模型的建立和應(yīng)用包括三個(gè)步驟:
　　(1)通過對氣象、水質(zhì)因子與藻類生長的相關(guān)性研究,建立了藻類生長與水質(zhì)、氣象因子的數(shù)學(xué)關(guān)系式和氮元素—CHLa一元非線性相關(guān)方程,并給出了描述藻類增殖-死亡過程的質(zhì)量平衡方程。
　　(2)將質(zhì)量平衡方程與二維水動(dòng)力方程和對流—擴(kuò)散方程耦合,建立了富營養(yǎng)化二維生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型,并對模型進(jìn)行了率定和驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)吻合

3、較好,說明該模型可正確描述溫度、營養(yǎng)鹽及水動(dòng)力影響下的藻類生長與遷移過程。
　　(3)應(yīng)用該模型對于橋水庫在不利工況下藻類生長變化情況進(jìn)行了數(shù)值模擬,并根據(jù)模擬結(jié)果給出相應(yīng)處置方案,為水華預(yù)警和管理提供了參考。
　　主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):嘗試建立于橋水庫營養(yǎng)鹽相關(guān)模型,研究庫區(qū)藻類年際變化趨勢;探索水溫對于橋水庫藻類生長的作用,在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)值模擬方法,提出了適用于橋水庫的溫度影響系數(shù)表達(dá)式,提高了藻類生長模型的預(yù)測精度;